变截面连续梁完整计算书

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28+36+46+36+28m变截面连续梁计算书

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第一章概述

1.1、工程简介

上部标准段结构为预应力混凝土现浇箱梁结构，跨径28+36+46+36+28m，桥宽23.5m，梁高1.8~5.9m，桥面布置为8m（人行道）+15m（车行道）+0.5m （防撞护栏），桥面铺装为10cm沥青混凝土+8cm C50混凝土。梁体采用后张法预应力构件，结构计算考虑施工和使用阶段中预应力损失以及预应力、温度、混凝土收缩徐变等引起的次内力对结构的影响。

1.1.1、采用的主要规范及技术标准

①、《工程建设标准强制性条文》建标【2000】202号

②、建设部部颁标准《城市桥梁设计荷载标准》CJJ11-2011

③、交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015

④、交通部部颁标准《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007

⑤、交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

D62-2004

⑥、建设部部颁标准《城市道路设计规范》CJJ37-90

技术标准：

1、道路等级：主干路

2、设计车速：主线60km/h。

3、设计荷载：公路—Ⅰ级。

2

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2 4、 地震烈度：Ⅶ度，地震动峰值加速度0.1g 。

5、 横断面：8m （人行道）+15m （车行道）+0.5m （防撞护栏）=23.5m

6、 桥梁结构设计安全等级：一级

7、 路面类型：沥青混凝土路面。

1.1.2、应用的计算软件

Midas CIVIL

1.1.3、 主要参数及荷载取值

1）主梁：C55混凝土，γ=26kN/m 3，强度标准值f ck =35.5MPa ，f tk =2.74MPa 。

强度设计值f cd =24.4MPa ，f td =1.89Pa ，桥梁达到设计强度的100%张拉

2）二期恒载：

结构部分：155KN/m ；

装饰部分：①侧面装饰12KN/m ②底面装饰6K N/m

3）预应力钢束采用1860级φs 15.20钢绞线，公称面积139.0mm 2，标准强度f pk =1860MPa(270级)，张拉控制应力σcon =1350MPa 。

4）管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：0.0015k =；

5）预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.17μ=；

6）钢筋松弛系数，Ⅱ级（低松弛），0.3ζ=；

7）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：6mm l ?=（单端）；

8）混凝土加载龄期：7天；

9）收缩徐变效应计算至3650天

10）端横梁支座不均匀沉降为采用5.6mm ，次中横梁支座不均匀沉降为

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2 采用7.2mm ，中横梁支座不均匀沉降为采用9.2mm （最大跨径的L/5000）计算；

11）砼箱梁的有效宽度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计

规范》（JTG D62-2004第4.2.3条计算；

12）竖向日照温差：114T =℃，2 5.5T =℃，竖向日照反温差为正温差

乘以-0.5；年最高气温：34℃； 年最低气温：-23℃；

13）冲击系数μ的计算，参考规范（JTG D60-2015）第4.3.2计算

1.2计算理论

桥梁计算以弹塑性理论为基础，采用承载能力极限状态法和正常使用极限状态计算。

第二章 主梁计算

2. 1、单元划分

本联以杆系理论为基础进行梁单元建模，构件类型为A 类预应力构件。其设计安全等级为一级，构件制作方法为现浇。

采用梁单元建立模型。其中梁单元共计106个，节点244个，结构离散图下图。

模型图

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横断面

混凝土箱梁支点横断面图

混凝土箱梁跨中横断面图

对于模型成桥状态的边界条件，见表2—1.1

表2—1. 1 全桥成桥状态模型边界条件 节点编号 1101、1103、、

2201、2203、4401、4403、

5501、5503、、6601、6603号 3301、3303

号

1102、2202、4402、5502、6602号

3302号 约束条件 Dz Dx 、Dz

Dy 、Dz

Dx 、Dy 、

Dz （注：X 为纵桥向，Y 为横桥向，Z 为竖桥向）

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2.2、施工阶段划分

表2—2. 1 施工阶段划分

施工阶段周期（天）说明

1 30 浇筑第一部分混凝土箱梁及预应力张拉

2 30 浇筑第二部分混凝土箱梁及预应力张拉

3 3 拆支架

4 7 施工二期恒载

5 3650 收缩徐变

2.3、持久状况承载能力极限状态计算

2.3.1、抗弯计算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），第5.2.2-5.2.5的规定，需进行使用阶段正截面抗弯强度验算

内力图

图2—3. 1 最大最小弯矩包络图

根据弯矩包络图（如图2—3.1所示）可知：

2

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2 第一跨跨中最大抗力值为116196.2kN*m ，最大抗力对应的内力值为57321.2kN*m 。

第二跨跨中最大抗力值为115830.9kN*m ，最大抗力对应的内力值为37885.2kN*m 。

第三跨跨中最大抗力值为116287.2kN*m ，最大抗力对应的内力值为111564.8 kN*m 。

中支点最小抗力值为-609349.5kN*m ，最小抗力对应的内力值为 -169935.7kN*m 。

综上所述所有截面的内力均小于截面的抗力，满足规范要求。

2.3.2、抗剪计算

图2—3. 2 最大最小剪力包络图

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），第5.2.6-5.2.11的规定，需进行使用阶段斜截面抗剪验算。

根据剪力包络图（如图2—3.2所示）可知：

最大剪力设计值取距中支点0.5倍的梁高处，最大抗力值为68028.6kN ，最大抗力对应的内力值为25507.3kN 。

综上所述所有截面的内力均小于截面的抗力，满足规范要求。

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2 2.4、持久状况正常使用极限状态抗裂验算

2.4.1 正截面抗裂验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），第6.3.1-1和6.3.2的规定，需进行使用阶段正截面抗裂验算。

规范规定：A 类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）的短期效应的组合下，浇筑构件需满足0.7st pc tk f σσ-≤；但在长期荷载作用下要满足0lt pc σσ-≤。

图2—4.1.1 短期荷载组合下混凝土箱梁截面法向拉应力图

根据短期荷载效应组合下截面法向拉应力图（如图2—4.1.1所示）可知，在所有的短期组合中，全桥最大拉应力1.3≤0.7f tk =1.918，满足规范要求。

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图2—4. 1.2 长期荷载作用下混凝土箱梁截面法向拉应力图

根据长期荷载效应组合下截面法向拉应力图（如图2—4.1.2所示）可知，在所有长期效应的组合作用下，全桥并未出现拉应力，满足规范要求。

2.4.2 斜截面抗裂验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004

），第6.3.1-2和6.3.3的规定，需进行使用阶段斜截面抗裂验算。

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2 图2—4. 2 短期荷载组合下混凝土箱梁截面主拉应力包络图

规范规定，A 类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）的短期效应的组合下，浇筑构件需要满足0.5tp tk f σ≤。

根据主拉应力的包络图（如图2—4.2所示）可知，最大主拉应力为

1.31Mpa

2.5、持久状况应力计算

2.5.1、正截面混凝土法向压应力计算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），第7.1.3、7.1.4和7.1.5的规定，需进行使用阶段正截面压应力验算。

规范规定，对于未开裂构件，使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土压应力需要满足：0.5kc pt ck f σσ+≤。

图2—5. 1 混凝土箱梁截面正截面压应力图

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2 根据正截面压应力图（如图2—5.1所示）可知，最大正截面压应力为10.7MPa<0.5ck f =17.75MPa ，满足规范要求。

2.5.2、斜截面混凝土主压应力计算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），第7.1.6的规定，需进行使用阶段斜截面主压应力验算。

对于使用阶段预应力混凝土受弯构件，其斜截面混凝土主压应力需要满足：0.6cp ck f σ≤。

图2—5. 2 混凝土箱梁截面斜截面主压应力图

根据斜截面主压应力图（如图2—5.2所示）可知，最大斜截面主压应力为10.7MPa<0.6ck f =21.3MPa ，满足规范要求。

2.5.3、钢束应力计算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），第7.1.3-7.1.5的规定，需进行受拉区预应力钢筋拉应力验算。

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2 规范规定：A 类预应力混凝土受弯构件，使用阶段的预应力钢绞线的应力pk f 65.0≤=0.65×1860Mpa=1209Mpa 。

根据计算结果，最大钢绞线拉应力为1193.3Mpa 1209f 65.0pk =≤MPa ，满足规范要求。

2.7主要结论

根据以上分析和所有的计算结果，全桥纵向验算通过，满足规范要求。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/c8yq.html